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稀有的Ⅱb型天然无色钻石的宝石学特征

时间:2024-08-26 16:24:53 来源:本站
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钻石的主要化学成分是碳(C),常含有微量元素氮(N)、氢(H)、硼(B)等,微量元素的存在对钻石的颜色和物理性质会有不同程度的影响,钻石按是否具有氮元素以及氮元素的组合形式分为两大类四小类。其中Ⅱb型天然钻石非常稀有,仅占天然钻石的0.001%。

本文详细介绍了近期检测到的天然Ⅱb型钻石的鉴定过程和检测数据,着重讨论该类型钻石的宝石学鉴定特征。

一、样品与测试

(一)基本宝石学特征

钻石为标准圆钻型切工(图1),放大观察可见羽状纹,净度为SI₂,颜色为F(参考GB/T16554—2017《钻石分级》),具有非常淡的蓝色调。

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图1  样品图


(二)测试结果与分析

使用Nicolet IS5红外光谱仪测试样品,扫描范围为400~6000cm-1,分辨率为4cm-1,扫描次数为512次,红外光谱显示在4090cm-1、2800cm-1附近产生和硼有关的吸收峰,1000~1500cm-1无吸收,所测样品为Ⅱb型钻石(图2)。


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图2 样品的红外吸收光谱图

使用GEM-3000珠宝检测仪测试样品,检测范围为200~1000nm,样品产生225nm的吸收带,紫外区至近红外区的吸收逐渐增强(图3)。

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图3 样品的紫外-可见吸收光谱图

通过DiamondViewTM紫外荧光观察仪测试样品,可见钻石冠部及亭部显示蓝色的荧光及天然的生长结构,并伴随有绿蓝色磷光(图4)。

A

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B

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C

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图4 DiamondViewTM下冠部和亭部的紫外荧光图(A、B) 以及磷光图(C)

采用RENISHAW inViaRaman型显微激光共焦拉曼光谱仪,分别使用325nm激光器,测试范围为400nm~1050nm;473nm激光器,测试范围为475nm~600nm;532nm激光器,测试范围为535nm~1000nm;在液氮低温状态下(零下196℃)对钻石样品进行测试,在325nm激光器测试条件下,可见N3(415nm)、648.2nm、GR1(741nm)及776.4nm的发光峰;在473nm激光器测试条件下,样品可见3H(503.5nm)的发光峰;在532nm激光器测试条件下,可见GR1(741nm)和648.2nm的发光峰(图5)。

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A:325nm激光器


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B:473nm激光器


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C:532nm激光器

图5 低温下样品的光致发光光谱图


二、结论和讨论

从2013年开始随着高温高压合成钻石技术的突飞猛进,AOTC公司、NDT公司相继成功合成出宝石级无色-近无色钻石,目前我国也具备合成宝石级钻石的能力,现阶段在实验室中遇到的高温高压合成无色-近无色钻石大多为Ⅱb型、Ⅱa型以及Ⅱb+Ⅱa型。天然Ⅱb型钻石和合成Ⅱb型钻石,两者本质的区别在于发光观察及光致发光光谱,由于硼元素的存在,天然Ⅱb型钻石在DiamondViewTM下伴随有磷光,且可见天然的生长结构,合成钻石常见典型的八面体加立方体生长分区。通过光致发光光谱分析Ⅱb型合成钻石,有时可见883nm、884nm(与Ni有关)的特征发光峰,天然Ⅱb型钻石可见415nm(N3)、503.5nm(3H)、648.2nm、741nm(GR1)、

776.4nm的特征发光峰,尤其是503.5nm(3H)、648.2nm、776.4nm属于低温稳定发光峰,是区别于合成Ⅱb型钻石的关键光谱学特征。

综上,判断钻石是否为天然、合成、处理是一个综合分析的过程,不能单凭某一数据得出最终结论,要根据多项数据进行综合判断。


来源:《中国宝石》杂志

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